Calcule o potencial teórico das seguintes células (em cada caso, considere que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é 25^circ C.
ECS|| Zn^2+(0,00165 M) mid Zn. R: -1,089 V

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem que calcular o potencial teórico de uma célula eletroquímica. O que isso significa? Basicamente, é descobrir qual é a voltagem que essa célula vai gerar. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho de potenciais padrão de eletrodo e equação de Nernst. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os componentes da célula que a gente tem aqui: ECS|| Zn^2+(0,00165 M) mid Zn. Isso significa que estamos lidando com uma célula formada por um eletrodo de ECS (Eletrodo de Calomelano Saturado) e um eletrodo de zinco Zn. A concentração de íons Zn^2+ é de 0,00165 M.

Passo 3

Agora, vamos lembrar que o potencial da célula ( Ecelula) pode ser calculado usando a diferença entre o potencial do eletrodo de redução e o potencial do eletrodo de oxidação. A fórmula básica é:
Ecelula = Ecátodo - Eânodo áâ
Aqui, o cátodo é onde ocorre a redução e o ânodo é onde ocorre a oxidação.

Passo 4

Para encontrar esses potenciais, precisamos dos potenciais padrão de eletrodo ( E^circ) para cada material. Vamos supor que o potencial padrão do ECS seja conhecido e o potencial padrão de redução para o zinco é -0,76 V.

Passo 5

Entretanto, como a concentração de Zn^2+ não é padrão (1 M), vamos usar a Equação de Nernst para ajustar o potencial do eletrodo de zinco. A Equação de Nernst é:
E = E^circ - 0,0592n log ( [Produto][Rea>=nte] )
No caso da redução do zinco:
Zn^2+ + 2 e^- Zn
Então, n = 2.

Passo 6

Aplicando a Equação de Nernst para o eletrodo de zinco:
EZn = E^circZn - 0,05922 log ( 1[Zn^2+] )
Substituindo os valores:
EZn = (-0,76 V) - 0,05922 log ( 10,00165 )

Passo 7

Calculando o logaritmo:
log ( 10,00165 ) = log (606,06) approx 2,782
Então:
EZn = -0,76 - 0,05922 times 2,782
EZn = -0,76 - 0,0592 times 1,391
EZn = -0,76 - 0,0824
EZn = -0,8424 V

Passo 8

Agora, vamos considerar o potencial do ECS. Supondo que o ECS tem um potencial padrão de +0,244 V (valor típico), então:
Ecelula = Ecátodo - Eânodo áâ
Aqui, o ECS atua como cátodo e o zinco como ânodo:
Ecelula = 0,244 V - (-0,8424 V)
Ecelula = 0,244 + 0,8424
Ecelula = 1,0864 V

Resposta

O potencial teórico da célula é de aproximadamente -1,089 V.

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